4D印刷技术：“梦幻”般的4D智慧

当我们所认为的“印刷”的定义被推到极限时，将会有一个由自组装材料组成的一个新的设想变形对象——4D印刷。现在，3D印刷的技术和应用已经变得众所周知。不是之前广泛理解的加法制造：而是使用3D印刷技术来创建对象，可以自己“组装”来响应特定条件或刺激。

　　技术布道者称之为“4D印刷”，因为它增加了时间维度。就是在传统3D印刷技术中再加入“时间”变量，不仅包含3D的长、宽和高3个维度，更增加了一个时间维度，使打印出的物体可以随着时间推移在形态结构上自我进行智慧调整，最终自动达到预先设计要求。想一下，比如，输水管道可以根据水流量的大小而自动调节管径，或是运动鞋自己改变形状来适应使用者的各种行为。

　　4D印刷的对象以这种方式完成任务，那么3D印刷设备必须根据指令建立他们的响应性材料，“告诉”材料当遇到触发条件时要做什么。这可能是水，当材料变湿的时候物体将会展开或盘绕或重新配置。此外，压力、温度、光和紫外线辐射等其他刺激都可以成为触发条件。

　　4D印刷重在利用计算机软件，并将相关设计思想直接内置于材料当中，同时赋予其按需求改变形状的能力，所产出的物品如同智能机器人一样，无需外接任何设备，就能实现“自动适应”“自动调节”和“自动创造”。自组装在自然界存在过程如DNA的复制，4D印刷通过局部相互作用组件来构造物体，类似于建造的过程。

　　Skylar Tibbits说，4D印刷能够突破生物学、材料科学、软件、机器人、制造业、交通、基础设施、建筑、艺术、和太空探索。他是麻省理工学院的自组装实验室主任，最著名4D印刷及其用途的倡导者，他的TED演讲是一个对新兴技术很好的介绍和潜在开发。

　　“新兴”意味着市场上无法买到4D印刷产品，其实际应用发展项目正在进行中。澳大利亚新南威尔士州的一所大学的研究人员提出了一个门阀实验，当门阀检测遇到热水时将自动关闭。此外，4D印刷如何与二维的物质相交也是所有人正在猜测的。但是，4D印刷建议者可能想要回想一下，传统印刷多年来一直生产自组装产品。在这种情况下，要如何创造出新结构应用。

　　目前，3D印刷服务商Shapeways公司正在进行神经系统的技术合作伙伴项目，4D印刷的另一个重要合作就是3D印刷制造商Stratasys公司和3D软件开发商Autodesk公司的Tibbits自组装实验室项目。

　　任何新兴技术的吉兆，科学地讲，它也许有军事应用的可能性。2013年，哈佛大学、伊利诺斯州大学和匹兹堡大学的研究人员获得了855000美元的赠款。美国陆军研究办公室需要调查4D印刷如何被用来生产能够满足战场条件的物品，例如：可以改变伪装模式或抵制弹片和毒气危害的制服。

　　海德堡4D印刷机

　　Print China 2015上，海德堡Jetmaster 4D印刷机亮相中国。海德堡4D印刷机个头不大，但却能够实时将个性化的文字图案打印到物体表面，展会现场海德堡的工作人员就完成了将观众的姓名打印到足球表面。